Скачать презентацию
Идет загрузка презентации. Пожалуйста, подождите
Презентация была опубликована 9 лет назад пользователемПотап Янчевский
1 Химия окружающей среды Вторушина Анна Николаевна ТПУ для студентов, обучающихся по направлению: «Техносферная безопасность»
2 Атмосфера
3 Гипотезы происхождения атмосферы : 1. Непрерывное образование атмосферы (за счет выделения газов из мантии); 2. Взрывообразное образование атмосферы (например, за счет расслоения Земли на ядро и мантию)
4 Строение атмосферы
5 Закон парциального давления Дальтона P = P 0 exp(–h/H 0 ) P 0 –давление на поверхности земли h – отсчет высот от уровня океана H 0 – высота/ мера скорости с которой давление падает с высотой
6 Состав незагрязненного воздуха
7 Состав атмосферы Газы в атмосфере не всегда находятся в равновесии. Сбалансированное состояние атмосферы: Где, потоки в атмосферу и из нее, А – общее количество газа в атмосфере, время пребывания газа в атмосфере.
8 Время пребывания – величина, описывающая системы в устойчивом состоянии. Источники компонентов в атмосфере: 1. Геохимические 2. Биологические 3.Антропогенные
9 Геохимические источники компонентов : 1. Пыль от выветривания почвы (химическое влияние не велико из-за слабой хим.активности) 2. Морские брызги (более реакционноспособны) 3. Частицы привнесенные метеорами (металлы в верхних слоях атмосферы) 4. Выбросы вулканического происхождения (изменение температуры, нарушение химических процессов на больших высотах) 5. Радиоактивные элементы пород
10 Биологические источники компонентов 1. Лес: Лесные пожары (значительный источник углерода); Лесные пожары (значительный источник углерода); Процессы дыхания и фотосинтеза (О 2, СО 2 ); Процессы дыхания и фотосинтеза (О 2, СО 2 ); Источник следовых количеств органических кислот, альдегидов и др. соединений. Источник следовых количеств органических кислот, альдегидов и др. соединений. 2. Микроорганизмы почв
11 Биологические источники компонентов Растения поглощают почвенные 3. Микроорганизмы океанов 4. Малоизученные процессы (CH 3 Cl,бром, йодсодержащие органические соединения)
12 Источники загрязняющего материала в виде твердых частиц в атмосфере Бримблекомб Источники загрязняющего материала в виде твердых частиц в атмосфере ( Бримблекомб, 1986)
13 Состав атмосферы : Постоянные составляющие Постоянные составляющие Переменные составляющие (СО 2, водяной пар) Переменные составляющие (СО 2, водяной пар) Случайные составные части (радиоактивные примеси, аммиак, сернистый газ и др.) Случайные составные части (радиоактивные примеси, аммиак, сернистый газ и др.)
14 Состав атмосферы : Диссипация – это процесс преодоления атомами и ионами поля притяжения Земли. Кинетическая теория газов: T – абсолютная температура, m – средняя масса частицы, V – средняя скорость частицы, k B – константа Больцмана
15 Химические реакции в атмосфере можно разделить на : 1. Реакции фотодиссоциации 2. Реакции фотоионизации 3. Реакции диссоциативной рекомбинации 4. Реакции с переносом заряда 5. Реакции обмена
16 Химические реакции в атмосфере 1. Реакции фотодиссоциации Фотодиссоциация – это распад молекул с образованием свободных радикалов в результате поглощения фотона.
17 Химические реакции в атмосфере 2. Реакции фотоионизации Фотоионизация – это образование ионов из молекул и атомов под действием квантов света.
18 Химические реакции в атмосфере 3. Реакции диссоциативной рекомбинации – это реакции иона с электронами с образованием нейтральных молекул, которые в разряженных условиях верхней атмосферы будут быстро диссоциировать.
19 Химические реакции в атмосфере 4. Перенос заряда – реакция молекулярного иона с нейтральной частицей, сопровождающаяся переносом электрона.
20 Химические реакции в атмосфере 5. Реакции обмена – реакции сопровождающиеся разрывом связей.
21 Реакции следовых веществ в атмосфере Причина короткого пребывания газа в атмосфере – протекание хим.реакций.
22 Реакции следовых веществ в атмосфере Наиболее реакционноспособная единица в атмосфере – гидроксильный радикал. а) фоторазложение озона: б) Фотодиссоциация воды:
23 Реакции следовых веществ в атмосфере Гидроксильный радикал реагирует со многими соединениями, поэтому у него короткое время пребывания, и скорости реакций больше нежели у О 2. В стратосфере преобладает атомарный кислород. Газы просачиваясь в стратосферу мешают образованию озона.
24 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ Источники антропогенного загрязнения: транспорт - 60% общего количества загрязнений, транспорт - 60% общего количества загрязнений, промышленность – 17%, промышленность – 17%, энергетика – 14%, энергетика – 14%, отопление и отопление и уничтожение отходов – 9%.
25 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ Классификация атмосферных загрязнений (по пути поступления в атмосферу): 1. первичные (поступающие непосредственно в атмосферу) 2. вторичные (являющиеся результатом превращения первичных).
26 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ Около 85% общего выброса вредных веществ в атмосферу составляют: сернистый газ, сернистый газ, оксиды азота, оксиды азота, оксиды углерода, оксиды углерода, аэрозольная пыль. аэрозольная пыль.
27 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ Аэрозоли – дисперсные системы, в которых дисперсионной средой служит газ, а дисперсными фазами являются твердые или жидкие частицы. Аэрозоли: 1. пыли – дисперсные системы, состоящие из твердых частиц, диспергированных в газообразной среде. 2. дымы – аэрозоли, которые получаются при конденсации газа. 3. туман – дисперсная система, состоящая из жидких частиц в газообразной среде.
28 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ Источники аэрозолей: Естественные (вулканы, гейзеры, разрушающиеся горные породы, пылевые бури, почвенная эрозия, лесные пожары), Естественные (вулканы, гейзеры, разрушающиеся горные породы, пылевые бури, почвенная эрозия, лесные пожары), Антропогенные (выбросы промышленных предприятий и др.) Антропогенные (выбросы промышленных предприятий и др.)
29 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ Основной параметр, характеризующий взвешенные частицы, – это их размер. Закон Стокса: где F – сила трения, r – радиус частицы, V – ее скорость и – вязкость среды.
30 Загрязнение атмосферы автотранспортом Количество загрязнения определяется: составом топлива составом топлива объемом сжигаемого топлива объемом сжигаемого топлива организация процесса сгорания организация процесса сгорания
31 Рациональный выбор топлива
32 Загрязнение атмосферы автотранспортом Выбросы в атмосферу при сжигании различных видов топлива: нетоксичные: углекислый газ, водяной пар (парниковые газы). нетоксичные: углекислый газ, водяной пар (парниковые газы). вредные вещества: оксид углерода (II), оксиды серы, азота, соединения свинца, сажа, углеводороды, бенз(а)пирен (С 2 0Н 12 ), несгоревшие частицы топлива и т. п. вредные вещества: оксид углерода (II), оксиды серы, азота, соединения свинца, сажа, углеводороды, бенз(а)пирен (С 2 0Н 12 ), несгоревшие частицы топлива и т. п.
33 Нормы токсичности и выбросов с ОГ двигателей серийных авто полной массой до 3.5 т
34 Загрязнение атмосферы автотранспортом Горение топлива Идеальная ситуация: Реальная ситуация:
35 Горение топлива -СО связывает гемоглобин в 210 раз эффективнее О 2
36 Горение топлива -Промышленные выбросы SO 2 – 200 Мт/год -Природные источники – 300 Мт/год (Эткинс, 1991)
37 Продукты горения топлива вызывают появление вторичного загрязнения: Смог – это туман с влажностью около 70%. Общая схема образования фотохимического смога в упрощенном виде:
38 Некоторые составляющие фотохимического смога
39 Фотохимический смог Характерное распределение смога по времени суток:
40 Фотохимический смог – вторичное загрязнение
41 Первичное и вторичное загрязнение атмосферы
42 Загрязнение воздуха и здоровье Свинец – снижение умственных способностей у детей Свинец – снижение умственных способностей у детей Бензол – увеличение фотохимического смога, онкологические заболевания. Бензол – увеличение фотохимического смога, онкологические заболевания. Толуол - онкологические заболевания; образует пероксибензилнитрат – раздражитель глаз. Толуол - онкологические заболевания; образует пероксибензилнитрат – раздражитель глаз.
43 Последствия загрязнения атмосферы Диоксид серы, серная кислота – разрушает известняк до гипса; Диоксид серы, серная кислота – разрушает известняк до гипса; Озон – разрушение двойных связей органических молекул (разрушение резин, красителей, нарушение жизнедеятельности растений); Озон – разрушение двойных связей органических молекул (разрушение резин, красителей, нарушение жизнедеятельности растений); Окиси азота – затруднение дыхания, инициирование фотохимических процессов с образованием альдегидов и др. Окиси азота – затруднение дыхания, инициирование фотохимических процессов с образованием альдегидов и др.
44 Озоновый слой Механизм образования озона: Факторы влияющие на концентрацию озона:
45 Разложение озона в азотном цикле
46 Разложение озона под действием водяного пара Таблица 2 Число частиц в 1 см 3 атмосферы по расчетным данным
47 Влияние антропогенных факторов на слой озона Фреоны:
48 Вклад различных циклов в скорость разложения озона 1 – галоидный цикл; 2 – водородный цикл; 3 – кислородный цикл; 4 – азотный цикл
49 Изменения глобального климата
50 Естественная эволюция климата Причины изменения климата: 1. Астрономические факторы (колебания климата с периодичностью в десятки тысяч лет). 2. Состав атмосферы (влияние естественных изменений содержания СО 2 существенно для интервалов времени более 100 тыс.лет).
51 Естественная эволюция климата Причины изменения климата: 3. Рельеф земной поверхности (сказывается на изменениях климата на больших пространствах за периоды не меньше сотен тысяч – миллионов лет). 4. Солнечная постоянная. Порядок времени – сотни миллионов, миллиарды лет.
52 Причины изменения климата : 5. Другие факторы, влияние которых сказывается за меньшие промежутки времени: Солнечная активность; Солнечная активность; Скорость вращения Земли; Скорость вращения Земли; Вулканическая активность; Вулканическая активность; Автоколебательные процессы в системе «атмосфера – гидросфера - криосфера». Автоколебательные процессы в системе «атмосфера – гидросфера - криосфера».
53 Основные антропогенные факторы, оказывающие влияние на климат: Рост производства энергии (нагрев тропосферы); Рост производства энергии (нагрев тропосферы); Увеличение содержания СО 2 и др.парниковых газов в атмосфере; Увеличение содержания СО 2 и др.парниковых газов в атмосфере; Снижение содержания О 3 в стратосфере и увеличение в тропосфере; Снижение содержания О 3 в стратосфере и увеличение в тропосфере; Увеличение содержания аэрозолей в атмосфере (рост облачности, уменьшение приземной температуры воздуха). Увеличение содержания аэрозолей в атмосфере (рост облачности, уменьшение приземной температуры воздуха).
54 Темы докладов: 1. Происхождение и эволюция Земли. 2. Образование атмосферы. 3. Состав и строение атмосферы. 4. Функции атмосферы. 5. Основные химические процессы, протекающие в атмосфере. 6. Парниковый эффект. 7. Причины глобальных климатических изменений. 8. Разрушение озонового слоя. Влияние хлорфторуглеродов и других компонентов антропогенного происхождения на процессы в озоновом слое.
55 Темы докладов: 9. Причины и механизм образования кислотных дождей (реакции, протекающие в атмосфере, основные характеристики компонентов кислотных дождей и сопуствующих газов, состав кислотного дождя, кислотные туманы и облака ). 10. Воздействие угарного и углекислого газов на здоровье человека. 11. Воздействие оксидов азота и серного ангидрида на здоровье человека.
56 Темы докладов: 12. Воздействие тяжелых металлов на здоровье человека. 13. Источники загрязнения атмосферы бензапиреном. Механизм токсического воздействия. 14. Атмосферная радиоактивность: механизм влияния на окр.среду, реакции, аллергены, механизм появления этих частиц в атмосфере, их свойства.
57 Темы докладов: 15. Глобальное потепление: человек или природа? 16. «Ядерная ночь» и «Ядерная зима».
Еще похожие презентации в нашем архиве:
© 2024 MyShared Inc.
All rights reserved.